項目成果/簡介:

本服務體系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美國國家地質調(diào)查局（USGS）開發(fā)的非線性流域污染物評估模型，其介于傳統(tǒng)統(tǒng)計學模型與機理模型之間，用于估計流域地表水體中污染物負荷與污染源之間的關系。是美國 TMDL 計劃推薦流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（統(tǒng)計分析系統(tǒng)）平臺運行，使用 IML 語言編寫，其嵌套的統(tǒng)計模塊可以輕松調(diào)用非線性加權最小二乘法（NWLS）進行方程的求解，完成所需參數(shù)的估計，雖然SPARROW 本身可以免費使用，但是 SAS 平臺購買費用不菲，為此我們基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 語言開發(fā)了面向我國特點的具有空間響應特性的水環(huán)境管理模型，簡化了原SPARROW 模型中不適用于中國的模塊，并增加 jackknife 不確定性分析模塊，按照中國水環(huán)境管理需求補充可能實現(xiàn)的模塊，優(yōu)化模型功能，改善人機交互形式，使數(shù)據(jù)輸入及模型運行更加方便易學并符合中國的數(shù)據(jù)特點。利用 ArcGIS 生成河網(wǎng)、劃分子流域等，提取與整合必要的與流域河流屬性相關的輸入數(shù)據(jù)，并利用該平臺將模擬結果進行可視化表達。

應用范圍:

模型已應用于東北松花江流域、黃山新安江流域，成功完成對這些地區(qū) N、P、COD 等污染負荷的空間解析，并設置敏感斷面（松花江流域的同江斷面，新安江流域的跨省斷面--街口斷面）進行溯源分析，能夠為流域（區(qū)域）水環(huán)境管理決策的制定與實施提供技術支持。

效益分析:

（1）污染源空間解析：進行各子流域污染源組成比例分布預測以及各子流域的污染來源追溯等，由于監(jiān)測站點只能評價靜態(tài)的理化指標，SPARROW 模型則綜合考慮流域內(nèi)的地質地貌、氣象要素等，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)追溯污染來源，分析來自不同污染源的污染量和比例，有針對性地對水質進行控制和管理，找出污染貢獻最大的區(qū)域加以治理，實現(xiàn)投入產(chǎn)出的效益最大化； （2）面向水質達標的監(jiān)測站點空間布局優(yōu)化與設計：利用有限水質監(jiān)測站點過去一段時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)外推流域內(nèi)其他未監(jiān)測河段 的水質情況，有效解決布設監(jiān)測站點成本高、監(jiān)測網(wǎng)絡點位數(shù)量少、代表性差的問題，通過對流域整體水質狀況的預測分析，找出水質較差河段，進而有效優(yōu)化監(jiān)測站點的空間設置，為水環(huán)境質量達標提供支持。 （3）面向敏感區(qū)（達標斷面）的削減措施優(yōu)化：例如海岸帶、湖庫、飲用水取水區(qū)、達標考核斷面等，作為考核或評估斷面進行污染物傳輸分析，分析上游各子流域對其污染貢獻大小，甄別污染貢獻最大的區(qū)域，優(yōu)化管理措施的設置。